Λόγοι για την υψηλή σκληρότητα του σπινελίου

 

Η κρυσταλλική δομή του σπινελίου είναι ένα τετράγωνο κρυσταλλικό σύστημα και κάθε κύτταρο σπινελίου περιέχει οκτώ κυβικά οξείδια και ένα οκταεδρικό οξείδιο. Το οκταεδρικό οξείδιο έχει μεγαλύτερη διάμετρο από το κυβικό οξείδιο, με αποτέλεσμα μεγαλύτερο όγκο κυττάρων από άλλους κρυστάλλους.

Η αύξηση του όγκου του κυττάρου κάνει την απόσταση των ατόμων του σπινελίου μεγαλύτερη και τους χημικούς δεσμούς πιο χαλαρούς, γεγονός που κάνει το σπινέλιο να έχει μεγαλύτερη σκληρότητα.

Ταυτόχρονα, το σπινέλιο εμφανίζει υψηλό βαθμό συμμετρίας στα σημεία του πλέγματος και η κρυσταλλική δομή είναι πολύ σταθερή και δεν είναι επιρρεπής σε παραμόρφωση ή παραμόρφωση, γεγονός που επίσης ευνοεί τη σκληρότητα του σπινελίου.

Συγκολλημένη δομή

Το σπινέλιο έχει πολύ ισχυρή δεσμευτική δύναμη και η δεσμευτική του δομή είναι μια μικτή δομή τετραεδρικού και οκταεδρικού συντονισμού, το μήκος της τετραεδρικής πλευράς είναι 0,5 nm και η διάμετρος του οκταέδρου είναι 1 nm.

Δεδομένου ότι το οκταεδρικό οξείδιο έχει μεγαλύτερη διάμετρο από το τετραεδρικό οξείδιο, μπορεί να σχηματίσει ισχυρότερους δεσμούς συντονισμού με τα γύρω άτομα οξυγόνου, ενισχύοντας έτσι τη δύναμη σύνδεσης.

Επιπλέον, η δύναμη σύνδεσης στο σπινέλιο επηρεάζεται επίσης από τη διπλή δράση του χημικού δεσμού και του ιοντικού δεσμού, στον οποίο το νέφος ηλεκτρονίων επικαλύπτεται για να σχηματίσει μια ισχυρή αλληλεπίδραση, ενώ ο ιονικός δεσμός μπορεί να σχηματίσει μια πιο σταθερή κρυσταλλική δομή μέσω της κλιμακωτής διάταξης του ίδια ιόντα.

Χημική σύνθεση

Η σκληρότητα του σπινελίου επηρεάζεται επίσης από τη χημική σύνθεση, γενικά, το μεγαλύτερο μέρος του σπινελίου περιέχει αλουμίνιο και ο σίδηρος θα μειώσει τη σκληρότητα του σπινελίου, με αποτέλεσμα την αύξηση της ευθραυστότητας.

Επιπλέον, υπάρχουν και άλλα μεταλλικά στοιχεία στο σπινέλιο, όπως ο χαλκός, ο ψευδάργυρος, το μαγνήσιο κ.λπ., η προσθήκη τους μπορεί να σχηματίσει ένα υβρίδιο, αυξάνοντας τη σταθερότητα και τη σκληρότητα του σπινελίου.

Φυσικά, διαφορετικές χημικές συνθέσεις επηρεάζουν επίσης το χρώμα, τον δείκτη διάθλασης και άλλες ιδιότητες του σπινελίου, οι οποίες δεν θα επαναληφθούν εδώ.

Τα κρυσταλλικά ελαττώματα προκαλούνται από το γεγονός ότι τα άτομα στα κύτταρα σπινελίου δεν μπορούν να γεμίσουν πλήρως. Αυτά τα ελαττώματα ενεργοποιούνται στην κρυσταλλική επιφάνεια ή στο σύστημα φωνονίων, γεγονός που μπορεί να επηρεάσει την ατομική του δομή από παραμόρφωση, παραμόρφωση, εξάρθρωση κ.λπ., με αποτέλεσμα πιο περίπλοκη κρυσταλλική δομή του σπινελίου και αυξημένη σκληρότητα.

Τα κοινά ελαττώματα κρυστάλλου στο σπινέλιο, όπως η αερόβια κενή θέση, η παρεμβολή σιδήρου, το ελάττωμα της μήτρας του οξυγόνου και η ζημιά μη ισορροπίας, έχουν κάποια επίδραση στην αύξηση της σκληρότητας του σπινελίου.

Κατάσταση στρες

Η κατάσταση τάσης αναφέρεται στην επίδραση της κατάστασης τάσης, της αντοχής και της κατεύθυνσης στις μηχανικές ιδιότητες του υλικού.

Όταν εφαρμόζεται πίεση στην επιφάνεια ή στην επιφάνεια επαφής του υλικού, η αντοχή και η κατεύθυνση της κρυσταλλικής δομής του σπινελίου θα αλλάξει, καθιστώντας την επιφάνειά του σκληρότερη, αυξάνοντας έτσι τη σκληρότητα του σπινελίου.

Επιπλέον, κατά τη διαδικασία μηχανικής κατεργασίας ή χημικής χάραξης, η κατάσταση τάσης της επιφάνειας του κρυστάλλου του σπινελίου θα αλλάξει επίσης, καθιστώντας έτσι την επιφάνεια πιο πυκνή και αυξάνοντας τη σκληρότητα του σπινελίου.

 

 

 

 

 

 

 

 

JIYGO REFRACTORY & ABRASIVE LIMITED